Вопрос 17. Психофизическая проблема (законы Вебера-Фехнера и Стивенса). Виды порогов и чувствительность.

Основатель психофизики – немецкий философ и физик Фехнер . В основу психофизики легло представление о том, что при непрерывном росте интенсивности стимула интенсивность ощущения нарастает дискретно.

Чувствительностъ - это способность живой материи отвечать на изменения внешней среды или внутренней среды.

В психологии под чувствительностью понимают способность живых систем реагировать на изменение окружающей и внутренней среды проявлением ощущений (сенсорная чувствительность).

Когда ощущения просто появляются - это абсолютная чувствительность. а при изменении ощущений - дифференциальная или разностная. Они соответствуют двум основным видам познавательной деятельности:

1) обнаружение объектов

2) процесс различения

Абсолютная чувствительность сенсорной системы основана на ее свойстве обнаруживать слабые, короткие или маленькие по размеру раздражители. Дифференциальная сенсорная чувствительность основана на способности сенсорной системы к различению сигналов.

Для того чтобы измерить уровень абсолютной и дифференциальной чувствительности вводится понятие порогов ощущений или сенсорных порогов.

Основной вопрос психофизики – это вопрос о порогах.

Виды порогов:

v абсолютный порог (верхний и нижний),

v дифференциальный порог,

v оперативный порог.

Исследования по психофизике показали, что не всякий раздражитель вызывает ощущение. Минимальная интенсивность раздражения, необходимая для того, чтобы вызвать ощущение, называется нижним абсолютным порогом . Нижний порог дает количественное выражение для чувствительности: чувствительность рецептора выражается величиной, обратно пропорциональной порогу: Е = I/J , где Е – чувствительность и J – пороговая величина раздражителя.

Наряду с этим сущестует и верхний абсолютный порог , т.е. максимальная интенсивность, возможная для ощущения данного качества. Дальнейшее увеличение или уменьшение величины раздражителя приводит к болевым ощущениям, либо ведет к разрушению органов чувств.

Дифференциальный порог - разница между стимулами, при которой они становятся едва заметными.

Оперативный порог - вид сенсорного порога, соответствующий наименьшей величине различия между двумя величинами раздражителя, при которой точность и скорость опознания имеют максимальные значения.

Пороги для различных видов ощущений различны. В пределах одного и того же вида они могут быть различны у различных людей, у одного и того же человека в разное время, при различных условиях.

Пороги чувствительности у человека не постоянны. На их изменение оказывают влияние внешние условия. Порог ощущения относят к одному раздражителю, а чувствительностъ - ко всей сенсорной системе в целом. Зависимость порога ощущения и чувствительности - обратно пропорциональна. Чем выше порог ощущения, тем меньше уровень чувствительности.

Условия, влияющие на порог ошущений:

1) индивидуальные различия людей

2) определенное функциональное состояние субъекта

3) экспериментальные условия

4) наличие внутренних сенсорных шумов

5) процедура проведения эксперимента

Э.Вебер установил, что требуется определенное соотношение между интенсивностями двух раздражителей для того, чтобы они дали различные ощущения. Это соотношение выражено в законе, установленном Вебером: отношение добавочного раздражителя к основному должно быть величиной постоянной : ∆J/J = K , где J обозначает раздражение, ∆ J - его прирост, К – постоянная величина, зависящая от рецептора.

Исходя из закона Вебера, Фехнер сделал допущение, что едва заметные разницы в ощущениях можно рассматривать как равные, поскольку все они - величины бесконечно малые, и принять их как единицу меры, при помощи которой можно численно выразить интенсивность ощущений как сумму (или интеграл) едва заметных (бесконечно малых) увеличений, считая от порога абсолютной чувствительности. В результате он получил два ряда переменных величин - величины раздражителей и соответствующие им величины ощущений. Ощущения растут в арифметической прогрессии, когда раздражители растут в геометрической прогрессии. Отношение этих двух переменных величин можно выразить в логарифмической формуле: Е = К1gJ + С , где E - сила ощущения, J - величина действующего раздражителя, К и С - некоторые константы. Эта формула, определяющая зависимость интенсивности ощущений от интенсивности соответствующих раздражителей , и представляет собой психофизический закон Вебера-Фехнера . Изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя.

Закон Стивенса : «Величина ощущения является степенной функцией от величины раздражения », т.е. между рядом ощущений и рядом физических раздражителей существует а не логарифмическая, как у Фехнера, а степенная зависимость: Y = k * Sn,

где Y - субъективная величина, ощущение;

S - стимул;

n - показатель степени функции;

k - константа, зависящая от единицы измерения.

При этом показатель степенной функции для разных модальностей ощущений различен.

Важная характеристика каждой сенсорной системы - способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей.

Сенсорная система обладает способностью приспосабливать свои свойства к условиям среды и потребностям организма.

Сенсорная адаптация - это общее свойство сенсорной системы, заключающееся в приспособлении к длительно действующему раздражителю.

Существует 2 вида сенсорной адаптации :

ü общая (или глобальная)

ü локальная (или селективная).

Общая адаптация проявляется в снижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности всей сенсорной системы. Локальная адаптация проявляется в привыкании к действию постоянного раздражителя. Локальная адаптация сводится к снижению чувствительности не всей сенсорной системы, а какой-либо ее части, подвергнутой длительному действию стимула.

Адаптационные процессы начинаются на уровне рецепторов, охватывая и все нейронные слои сенсорной системы. По скорости данного процесса все рецепторы делятся на быстро и медленно адаптирующихся, когда действие постоянного раздражителя прекращается, то абсолютная чувствительность сенсорной системы восстанавливается.

Сенсибилизация - повышение чувствительности органов чувств при действии на них адекватных и неадекватных раздражителей.

Психофизика – наука, изучающая отношение между величинами раздражителей той или иной модальности и интенсивностью вызываемых их ими ощущений.

Основной вопрос психофизики – вопрос о порогах.

Абсолютный порог (нижний) – минимальная сила раздражителя, который вызывает едва заметное ощущение – минимальная чувствительность.

Абсолютный порог (верхний) – максимальная сила раздражителя, дальнейшее увеличение вызывает болевые ощущения – максимальная чувствительность.

Абсолютные пороги определяют диапазон измерений сенсорной системы.

Разностный порог – минимальная величина прироста к силе раздражителя, которая вызывает едва заметное изменение (ослабление/ усиление) ощущения (зависит от модальности). Показывает точность (чувствительность) сенсорной системы.

Закон Вебера : отношение едва заметного изменения раздражителя (ΔI) к его исходной величине(I) постоянно: ΔI = const

Это отношение характеризует величину дифференциального порога, величина этого порога зависит от модальности; однако этот закон действует только для средних по силе раздражителей, в районе пороговых значений он нарушается.

Закон Фехнера : для каждой модальности есть некое относительное значение увеличения раздражения, которое всегда вызывает наблюдаемое изменение в интенсивности ощущения. S=K·logR+С

(S – величина ощущения, K и C – экспериментально установленные постоянные, R – величина раздражения)

Раздражение нарастает в геометрической прогрессии, а ощущения – в арифметической, и отношение раздражителя к ощущению может быть представлено в виде логарифмической кривой. Интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя.

Этот закон стал своеобразным дополнением к закону Вебера.

Закон Стивенса : вариант основного психофизического закона, устанавливает степенную зависимость между субъективным рядом (рядом ощущений, впечатлений) и рядом раздражителей. Ψ=k*Sⁿ

(Ψ – ощущение, S – стимул, n – показатель степени функции, зависит от модальности, k – константа, зависит от единицы измерения)

Методы исследования порогов:

› Метод установки (метод средней ошибки) – человек сам меняет интенсивность раздражителя до тех пор, пока не получит едва заметного ощущения (абсолютный порог) или ощущения, равного по силе заданному (разностный). Проводится несколько измерений, затем определяется среднее арифметическое.

› Метод границы – постепенно предъявляется последовательный ряд раздражителей, минимальными равными ступенями (один раз в убывающей интенсивности, в другой раз – в возрастающей). Среднее арифметическое при убывании – «порог исчезновения», при возрастании – «порог появления» (абсолютные пороги); величина на которую нужно изменить значение стимула, чтобы человек заметил изменение в своих ощущениях – разностный порог.

› Метод постоянных стимулов (раздражений) – величины порогов определяются на основании статистической обработки большого числа показаний испытуемого. Раздражители предъявляются в беспорядочной последовательности, испытуемый должен сказать, ощущает ли он раздражитель или нет (абсолютный порог); кажется он ему больше, меньше или равным постоянному (разностный).

В ходе исследований были выявлены:

Ошибка ожидания – испытуемый, догадываясь о предстоящем появлении (исчезновении) ощущения, меняет ответ, не дожидаясь подлинного ощущения.

Ошибка привыкания – человек привыкает давать определенный ответ и не меняет его даже при изменении ощущения.

Адаптация – приспособительное изменение чувствительности к интенсивности раздражителя за счет периферических изменений в рецепторе и охранительного торможения в коре. Выделяют :

Исчезновение ощущения негативная

Притупление ощущения адаптация

Повышение чувствительности – позитивная адаптация

Сенсибилизация - повышение чувствительности в результате упражнений и взаимодействия анализаторов. К сенсибилизации может привести необходимость компенсации сенсорных дефектов (слепота) или деятельность (красильщики различают 40 оттенков черного).

Синестезия – возникновение под влиянием действия раздражителя на один анализатор ощущения, которое характерно для другого анализатора.

Явление контраста – изменение чувствительности под влиянием предшествующего раздражителя (или сопутствующего).

Изменения ощущений могут происходить под действие второсигнальных раздражителей (кислый как лимон).

Ассоциации ощущений :

Интермодальные - по смежности в пространстве

Интрамодальные - по смежности о времени

В 1760 г. французский ученый, создатель фотометрии П.Бугер исследовал свою способность различать тень, отбрасываемую свечой, если экран, на который падает тень, одновременно освещается другой свечой. Его измерения доволь-

но точно установили, что отношение л К/К (где л К - минимальный воспринимаемый прирост освещения, К - исходное освещение) - величина сравнительно постоянная.

В 1834 г. немецкий психофизик Э.Вебер повторил и подтвердил опыты П.Бугера. Э.Вебер, изучая различение веса, показал, что минимально воспринимаемая разница в весе представляет собой постоянную величину, равную приблизительно 1/30. Груз в 31 г различается от груза в 30, груз в 62 г от груза в 60 г; 124 г от 120 г.

В историю исследования по психофизике ощущений это соотношение вошло под названием закона Бугера-Вебера: дифференциальный порог ощущений для разных органов чувств различен, но для одного и того же анализатора он представляет собой постоянную величину, т.о. л R/R = const.

Это отношение показывает, какую часть первоначальной величины стимула необходимо прибавить к этому стимулу, чтобы получить едва заметное изменение ощущения.

Дальнейшие исследования показали, что закон В ебера действителен лишь для раздражителей средней величины: при приближении к абсолютным порогам величина прибавки перестает быть постоянной. Закон Вебера применим не только к едва заметным, но и ко всяким различиям ощущений. Различие между парами ощущений кажутся нам равными, если равны геометрические соотношения соответствующих раздражителей. Так, увеличение силы освещения от 25 до 50 свечей дает субъективно такой же эффект, как увеличение от 50 до 100.

Исходя из закона Бугера-Вебера, Фехнер сделал допущение, что едва заметные различия (е.з.р.) в ощущениях можно рассматривать как равные, поскольку все они - величины бесконечно малые. Если приращение ощущения, соответствующее едва заметной разнице между стимулами, обозначить как л Е, то постулат Фехнера можно записать как л Е = const.

Фехнер принял е.з.р. (лЕ) как единицу меры, при помощи которой можно численно выразить интенсивность ощущений как сумму (или интеграл) едва заметных (бесконечно малых) увеличений, считая от порога абсолютной чувствительности. В результате он получил два ряда переменных величин - величины раздражителей и соответствующие им величины ощущений. Ощущения растут в арифметической прогрессии, когда раздражители растут в геометрической прогрессии.

Как это понимать? Берем, например, такие раздражители, как 10 свечей, увеличиваем их количество: 10 - 100 - 1000 -10000 и т.д. Это геометрическая прогрессия. Когда было 10 свечей, у нас имелось соответствующее ощущение. При увеличении раздражителей до 100 свечей ощущение увеличилось вдвое; появление 1000 свечей вызвало увеличение ощущения в три раза и т.д. Увеличение ощущений идет в арифметической прогрессии, т.е. намного медленнее увеличения самих раздражителей. Отношение этих двух переменных величин можно выразить в логарифмической формуле: Е = К lg R + С, где Е - сила ощущения, R - величина действующего раздражителя, К - коэффициент пропорциональности, С - константа, различная для ощущений разных модальностей.

Эта формула получила название основного психофизического закона, который по сути дела представляет собой закон Вебера-Фехнера. Согласно этому закону, изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя (рис.8).

Рис. 8. Логарифмическая кривая зависимости величины ощущения от силы раздражителя, иллюстрирующая закон Вебера-Фехнера

Ряд явлений, вскрытых исследованиями чувствительности, не укладывается в рамки закона Вебера-Фехнера. Например, ощущения в области протопатической чувствительности не обнаруживают постепенного нарастания по мере усиления раздражения, а по достижении известного порога сразу же появляются в максимальной степени. Они приближаются по своему характеру к типу реакций «все или ничего».

Спустя примерно полстолетия после открытия основного психофизического закона он вновь привлек к себе внимание и, на основе новых экспериментальных данных, породил дискуссию об истинном, точно выраженном математической формулой характере связи между силой ощущения и величиной раздражителя. Американский ученый С.Стивенс рассуждал следующим образом: что происходит при удвоении освещенности пятна света и, с другой стороны, силы тока (частота 60 гц), пропускаемого через палец? Удвоение освещенности пятна на темном фоне удивительно мало влияет на его видимую яркость. По оценке типичного наблюдателя кажущееся увеличение составляет всего лишь 25%. При удвоении же силы тока ощущение удара увеличивается в десять раз. С.Стивенс отвергает постулат Фехнера (лЕ = const.) и заявляет, что константной является другая величина, а именно отношение л Е/Е. Распространяя закон Бугера-Вебера на сенсорные величины (лЕ/Е = const), С.Стивенс через ряд математических преобразований получает степенную зависимость между ощущением и стимуляцией: Е= кРД где к - константа, определяемая избранной единицей измерения, Е - сила ощущения, R - значение воздействующего раздражителя, п- показатель, зависящий от модальности ощущения. Показатель п принимает значение 0,33 для яркости и 3,5 для электрическо-г2о удара. Эта закономерность получила название закона Стивенса.

По мнению С.Стивенса, степенная функция имеет то преимущество, что при использовании логарифмического масштаба на обеих осях, она выражается прямой линией, наклон которой соответствует значению показателя (п). Это видно на рис. 9: медленное увеличение яркостного контраста и быстрое усиление ощущения удара электрическим током.

J 235 Ю 203050 100 200500500"1000

Рис. 9. Степенная кривая зависимости величины ощущения от силы раздражителя, иллюстрирующая закон Стивенса. 1.Электрический удар. 2. Яркость.

Сто с лишним лет не прекращаются споры между сторонниками логарифмической зависимости силы ощущения от величины стимула (закон Фехнера) и степенной (закон Сти-венса). Если пренебречь чисто психофизическими тонкостями этого спора, то оба закона по своему психологическому смыслу окажутся весьма близкими: тот и другой утверждают, во-первых, что ощущения меняются непропорционально силе физических стимулов, действующих на органы чувств, и, во-вторых, что сила ощущения растет гораздо медленнее, чем величина физических стимулов.

Вопросы для самопроверки

1. Докажите несостоятельность на сегодняшний день методологической основы исследований Фехнера.

2.В чем состоит различие между психофизикой-I и психофизикой-П, классической и современной психофизикой?

3.Какие методы измерения психических процессов (ощущений) получили почетное наименование классических?

4.Что такое порог исчезновения ощущения и порог появления ощущения?

З.Приведите примеры влияния на человека допороговых сигналов.

6.В чем состоит сущность центральной проблемы психофизики-1?

У.Как зависит величина ощущения от силы раздражителя (по Фехнеру и по Стивенсу)?

Основной психофизический закон связан с именем Густава Теодора Фехнера (1801-1887 гг.) - немецкого физика, психолога и философа, основателя психофизики. В своей работе «Элементы психофизики» (1860 г.) он выдвигает идею о том, что науке необходима новая область знания, изучающая закономерности соотношения физических и Данная идея впоследствии имела большое влияние на развитие эксперимента в психологии. Исследования же, проводимые в области ощущений, позволили Фехнеру обосновать его известный психофизический закон Вебера - Фехнера.

Основы же закона связывают с экспериментами Эрнста Генриха Вебера (1795-1878) - немецкого анатома, физиолога, основоположника научной психологии наряду с такими учеными, как В. Вундт, Г. Эббингауз и др. Веберу принадлежит идея измерения в психологической науке.

Первые исследования

Началом, определившим закон Вебера - Фехнера, стали исследования Э. Вебера в области зрительных и слуховых ощущений, а также в области кожной чувствительности (осязания). В частности, Веберу принадлежат опыты с температурной чувствительностью организма.

Так, например, был обнаружен эффект так называемой температурной адаптации. Когда одна рука сначала помещается в прохладную воду, а другая - в горячую, то после этого теплая вода для первой руки будет казаться более теплой, чем для второй, неадаптированной.

Виды кожных ощущений по Веберу

В 1834 г. Вебер формулирует свои идеи относительно кожных ощущений («Об осязании»). Ученый выделяет три вида данных ощущений:

• ощущение давления (прикосновения);
• ощущение температуры;
• ощущение локализации (пространственное расположение раздражителя).

Веберу принадлежит разработка эстезиометра (циркуль Вебера). При помощи данного прибора можно было оценивать достаточное расстояние для различения двух одновременных прикосновений к поверхности кожи испытуемого. Исследователем было установлено, что величина данного расстояния не является неизменной, ее значение для разных участков кожи различно. Таким образом, Вебер определяет так называемые круги ощущения. Идея о том, что кожа человека имеет разную чувствительность, также оказала влияние на закон Вебера - Фехнера.

Формулировка

Основой, определившей психофизический закон, послужили исследования Вебера в области соотношения ощущений и раздражителей (1834 г.). Было установлено, что для того, чтобы новый раздражитель воспринимался как отличающийся от предыдущего, он должен иметь отличие от исходного раздражителя на определенную величину. Данная величина является постоянной пропорцией от исходного раздражителя. Таким образом, была выведена следующая формула:

где J является исходным раздражителем, DJ - разница между новым раздражителем и исходным, а К - является константой, зависящей от типа подвергаемого воздействию рецептора. Например, для различения раздражителей света необходима пропорция 1/100, для раздражителей звука - 1/10, а для различения веса - 1/30.

Впоследствии на основе данных экспериментов Г. Фехнер определяет основную формулу психофизического закона: величина изменения ощущения пропорциональна величине логарифма раздражителя. Таким образом, связь между интенсивностью ощущения и силой раздражителя, на которую направлен закон Вебера - Фехнера, выражается в следующем: величина интенсивности ощущений изменяется в арифметической прогрессии, в то время как величина интенсивности соответствующих раздражений изменяется в

Ограниченность закона

Несмотря на объективность исследований, психофизический закон Вебера - Фехнера имеет определенную условность. Было установлено, что едва различимые ощущения постоянными величинами не являются. Так, например, нельзя утверждать, что едва различимая разница в ощущениях при воздействии грузов в 100 г и 110 г аналогично едва заметному ощущению при воздействии грузов в 1000 г и 1100 г. Соответственно, закон Вебера - Фехнера характеризуется относительным значением, прежде всего, для раздражителей средней интенсивности. В свою очередь, в данных пределах закон имеет серьезное практическое значение.

Закон Вебера -Фехнера

Во второй половине XIX в. отдельные вопросы и проблемы, лежащие на границе физиологии и психологии, становятся предметом специальных и систематических исследований, которые затем обособляются и оформляются в относительно самостоятельные научные направления. Одной из первых таких областей и явилась психофизика, созданная немецким физиологом Г. Фехнером (1801-1887).

Психофизика была задумана Фехнером как наука о всеобщей связи физического и духовного мира. Исследователь выступил с учением о тождестве психического и физического, выдвинул принцип всеобщей одушевленности природы. По мнению Фехнера, должна быть создана специальная наука, которая с помощью эксперимента и математики могла бы доказать выдвинутую им философскую концепцию. Такой наукой и явилась психофизика, которая определялась им как точное учение о функциональных отношениях между телом и душой.

Согласно Фехнеру, психофизика должна заниматься экспериментально-математическим изучением различных психических процессов в их отношении, с одной стороны, к физическим факторам, что должно составить предмет внешней психофизики, с другой - в отношении к анатомо-физиологическим основаниям, что должно было представить предмет внутренней психофизики.

Особую роль в изучении этого вопроса сыграли работы Э. Вебера по изучению осязания и порогов чувствительности. Именно опыты Вебера показали, что существует определенная зависимость между физическим и психическим, в частности, между раздражением и ощущением, и что обнаруженные отношения между ними поддаются экспериментальному измерению. Немалое значение для определения специфики новой науки сыграли идеи Гербарта, в частности, его учение о порогах сознания и обоснование возможности применения математики в психологии.

Психофизика становилась наукой о связи раздражений и ощущений. Установленные Фехнером положения об измеримости психофизических отношений и о возможности применения математического закона к ним ставили на передний план проблему разработки специальных методов психофизического измерения и способов математического анализа и описания психофизических отношений. Общая программа построения психофизики включила три главные задачи:

1) установить, какому закону подчиняются отношения психического и физического мира, на примере связи раздражений и ощущений;

2) дать математическую формулировку этому закону;

3) разработать психофизические методы измерения.

Закон,открытый Э.Г.Вебером (1834)и развитыйГ.Т.Фехнером,основной закон психофизики.

Фехнер, считал, что материальное и идеальное -- это две стороны единого целого. Поэтому он задался целью выяснить, где проходит граница между материальным и идеальным. Фехнер подошел к этой проблеме как естествоиспытатель. По его мнению, процесс создания психического образа может быть представлен следующей схемой:

Раздражение --> Возбуждение --> Ощущение --> Суждение (физика) (физиология) (психология) (логика)

Самым главным в идее Фехнера было то, что он впервые включил элементарные ощущения в круг интересов психологии. До Фехнера считали, что исследованием ощущений, если это кому-нибудь интересно, должны заниматься физиологи, врачи, даже физики, но только не психологи. Для психологов это слишком примитивно.

По мнению Фехнера, искомая граница проходит там, где начинается ощущение, т. е. возникает первый психических процесс. Величину стимула, при которой начинается ощущение, Фехнер назвал нижним абсолютным порогом. Для определения этого порога Фехнер разработал методы, которые активно используются и в наше время. В основу методологии своих исследований Фехнер положил два утверждения, называемые первой и второй парадигмой классической психофизики. 1. Сенсорная система человека -- это измерительный прибор, который соответствующим образом реагирует на воздействующие физические стимулы. 2. Психофизические характеристики у людей распределены по нормальному закону, т. е. случайным образом отличаются от какой-то средней величины, аналогично антропометрическим характеристикам. Сегодня не вызывает сомнения, что обе эти парадигмы уже устарели и в определенной степени противоречат современным принципам исследования психики. В частности, можно отметить противоречие принципу активности и целостности психики, поскольку сегодня мы понимаем, что невозможно выделить и исследовать в эксперименте одну, даже самую примитивную, психическую систему из целостной структуры человеческой психики. В свою очередь, активизация в эксперименте всех психических систем от самых низших до самых высших приводит к очень большому разнообразию реакций испытуемых, что требует индивидуального подхода к каждому испытуемому. Тем не менее, исследования Фехнера по своей сути были новаторскими. Он считал, что человек не может непосредственно оценивать свои ощущения количественно, поэтому он разработал «косвенные» методы, с помощью которых можно количественно представить отношения между величиной раздражителя (стимула) и интенсивностью вызванного им ощущения. Предположим, нас интересует, при какой минимальной величине звукового сигнала испытуемый может слышать этот сигнал, т. е. мы должны определить нижний абсолютный порог громкости. Измерение методом минимальных изменений проводится следующим образом. Испытуемому дают инструкцию говорить «да», если он сигнал слышит, и «нет», -- если не слышит. Сначала испытуемому предъявляют стимул, который он явно может расслышать. Затем при каждом предъявлении величина стимула уменьшается. Эту процедуру проводят до тех пор, пока не изменятся ответы испытуемого. Например, вместо «да» он может сказать «нет» или «вроде бы нет» и т. д.

Величина стимула, при которой изменяются ответы испытуемого, соответствует порогу исчезновения ощущения. На втором этапе измерения в первом предъявлении испытуемому предлагают стимул, который он никак не может слышать. Затем на каждом шаге величина стимула возрастает до тех пор, пока ответы испытуемого перейдут от «нет» к «да» или «может быть, да». Это значение стимула соответствует порогу появления ощущения. Но порог исчезновения ощущения редко бывает равен порогу появления. Соответственно абсолютный порог будет равен среднеарифметическому порогов появления и исчезновения. Аналогичным способом определяется и верхний абсолютный порог -- значение стимула, при котором он перестает восприниматься адекватно. Верхний абсолютный порог иногда называют болевым порогом, потому что при соответствующих ему величинах стимулов мы испытываем боль -- резь в глазах при слишком ярком свете, боль в ушах при слишком громком звуке.

Абсолютные пороги -- верхний и нижний -- определяют границы доступного нашему восприятию окружающего мира. По аналогии с измерительным прибором абсолютные пороги определяют диапазон, в котором сенсорная система может измерять раздражители, но кроме этого диапазона работу прибора характеризует его точность, или чувствительность. Величина абсолютного порога характеризует абсолютную чувствительность. Например, чувствительность двух людей будет выше у того, у кого появляются ощущения при воздействии слабого раздражителя, когда у другого человека ощущений еще не возникает (т. е. у кого меньше величина абсолютного порога). Следовательно, чем слабее раздражитель, вызывающий ощущение, тем выше чувствительность. Таким образом, абсолютная чувствительность численно равна величине, обратно пропорциональной абсолютному порогу ощущений. Различные анализаторы обладают разной чувствительностью. О чувствительности глаза мы уже говорили. Очень высока чувствительность и нашего обоняния. Порог одной обонятельной клетки человека для соответствующих пахучих веществ не превышает восьми молекул. Чтобы вызвать вкусовое ощущение, требуется по крайней мере в 25 000 раз больше молекул, чем для возникновения обонятельного ощущения. Абсолютная чувствительность анализатора в равной степени зависит как от нижнего, так и от верхнего порога ощущения. Величина абсолютных порогов, как нижнего, так и верхнего, изменяется в зависимости от разных условий: характера деятельности и возраста человека, функционального состояния рецептора, силы и длительности действия раздражения и т. д. Другая характеристика чувствительности -- это чувствительность к различию. Ее еще называют относительной, или разностной, так как это чувствительность к изменению раздражителя. Если мы положим на руку груз весом 100 граммов, а затем добавим к этому весу еще один грамм, то этой прибавки ни один человек ощутить не сможет. Для того чтобы ощутить прибавку к весу, необходимо добавить три-пять граммов. Таким образом, для того чтобы почувствовать минимальное различие в характеристиках воздействующего раздражителя, необходимо изменить силу его воздействия па определенную величину, а то минимальное различие между раздражителями, которое дает едва заметное различие ощущений, называется порогом различения.

Ощущения возникают в результате преобразования специфической энергии раздражителей в энергию нервных процессов организма. Физиологической основой ощущения является нервный процесс, стимулируемый действием того или иного раздражителя на адекватный анализатор. Ощущение имеет рефлекторный характер.

Вебера -- Фехнера закон, основной психофизический закон, определяет связь между интенсивностью ощущения и силой раздражения, действующего на какой-либо орган чувств. Основан на наблюдении немецкого физиолога Э. Вебера, который установил (1830--34), что воспринимается не абсолютный, а относительный прирост силы раздражителя (света, звука, груза, давящего на кожу, и т.п.):

где?I - разностный порог, I - исходный раздражитель.

Отношение разностного порога к величине исходного раздражителя является величиной постоянной и называется относительным разностным или дифференциальным порогом. Величина, обратная дифференциальному порогу, называется дифференциальной чувствительностью. Исследования показали, что величина дифференциальной чувствительности не одинакова для различных модальностей.

Так, люстра в которой 8 лампочек, кажется нам настолько же ярче люстры из 4-х лампочек, насколько люстра из 4-х лампочек ярче люстры из 2-х лампочек. То есть, количество лампочек должно увеличиваться в разы, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен. И наоборот, если прирост яркости постоянен, нам будет казаться, что он уменьшается. Например, если добавить одну лампочку к люстре из 12 лампочек, то мы практически не заметим прироста яркости. В то же время, одна лампочка, добавленная к люстре из двух лампочек, даёт значительный кажущийся прирост яркости.

Любопытно, что Фехнер вывел своё уравнение отнюдь не исходя из общих соображений, как Бернулли (хотя, в принципе, мог бы). Он проанализировал результаты, полученные другим немецким физиологом, Эрнстом Вебером. В середине 19-го века этот ученый изучал особенности человеческого восприятия веса различных грузов, и обнаружил интересную закономерность. Отвлекаясь от конкретных цифр Вебера, она такова: если испытуемый держал в руке груз весом в 100 гр., он не замечал прибавки в 5 гр., но замечал прибавку в 10 гр. Однако, если испытуемый держал в руке груз весом в 200 гр., он не замечал прибавки в 10 гр., а лишь прибавку в 20 гр. Иными словами, минимальная заметная прибавка к весу груза оказалась прямо пропорциональной его исходному весу. Вебер выяснил, что эта закономерность действует довольно в широких пределах в восприятии веса, силы звука, яркости и т.д. Серьезные отклонения от неё наблюдались лишь при очень слабых и очень сильных интенсивностях стимулов. Математический анализ результатов Вебера и привёл Фехнера к выражению, один-в-один похожему на уравнение Бернулли.

Обратим внимание, что Вебер не просил своих испытуемых как-то субъективно оценивать вес грузов, он просил лишь отмечать тот момент, когда они фиксируют изменение веса. Это значит, что выделенная закономерность относится не к каким-то высокоуровневым психологическим особенностям восприятия и мышления - как это можно счесть исходя из закона Бернулли - а характеризует довольно низкоуровневые, первичные процессы восприятия. Более того, закон Вебера-Фехнера действует даже там, где наше восприятие, вроде бы, вообще ни причем. В частности, если в качестве стимула используется инъекция гормона, то интенсивность физиологической реакции организма на инъекцию также подчиняется этому закону. То есть, возможно, что закон Вебера-Фехнера относится не к особенностям восприятия органами чувств, а вообще описывает реакцию человека и его организма на любого рода внешние воздействия.

Но закон Вебера-Фехнера действует не только на человека. Ещё в 20-х годах прошлого века были получены свидетельства, что ему подчиняются и насекомые. В частности, двигательная активность жуков PopilliaJaponicaувеличивается с увеличением интенсивности светового стимула в соответствии с законом Вебера-Фехнера.

У нас достаточно оснований, чтобы выдвинуть довольно смелую гипотезу:закономерность вида закона Вебера-Фехнера описывает интенсивность реакции любой сложной когнитивной системы на внешние стимулы - будь это организм человека или любая другая органическая или социальная система.

Закон Стивенса

Закон Стивенса - это вариант основного психофизического закона, устанавливающий степенную, а не логарифмическую (см. Закон Фехнера) зависимость между субъективным рядом (рядом ощущений, впечатлений) и рядом раздражителей:

где Y -- субъективная величина ощущения, S -- величина стимула (раздражителя), К -- константа, зависящая от единицы измерения. Показатель п степенной функции различен для разных модальностей-ощущений. По мнению Стивенса, этот закон справедлив для любого ряда раздражителей, как физических, которые легко подвергаются объективному измерению (вес, сила звука и света, длина линии, температура т. д.), так и любых других, для которых не существует объективных мер (серия почерков, рисунков и др.). С помощью 3. С. были получены численные или количественные оценки величины ощущений в форме установления заданного отношения двух стимулов. Благодаря этому были созданы шкалы величин: субъективные шкалы громкости, светлоты, тяжести, зрительно-воспринимаемой длины, площади, удаленности, скорости мельканий; субъективные шкалы электрического удара, вкуса, множественности, слуховых биений и др. Оказалось, что степенной ряд справедлив для всех исследованных модальностей стимулов. Показатель л лежит в пределах от 0,3 (для громкости) до 3,5 (для электрического удара). Степенная функция, будучи изображена в логарифмическом масштабе на обеих осях координат, имеет вид линейной зависимости с наклоном, определяемым показателем степени п. Наряду с законом Фехнера, устанавливающим логарифмическую зависимость между величиной раздражителя и величиной ощущения, 3. С. относится к числу важнейших психофизических законов. Однако вопрос о том, какой из них является более универсальным и какому из них следует отдать предпочтение, остается пока еще дискуссионным.

ЗАКОН ВЕБЕРА‑ФЕХНЕРА - логарифмическая зависимость силы ощущения Е от физической интенсивности раздражителя Р: Е = к log P + с, где k и с - некие постоянные, определяемые данной сенсорной системой. Зависимость была выведена немецким психологом и физиологом Г. Т. Фехнером на основе закона Бугера - Вебера и дополнительного предположения о субъективном равенстве едва заметных различий ощущений. Эмпирические исследования подтверждают эту зависимость лишь для средней части диапазона воспринимаемых значений раздражителя. Закону Вебера - Фехнера обычно противопоставляется закон Стивенса, .согласно коему эта зависимость носит степенной, а не логарифмический характер.

(Головин С.Ю. Словарь практического психолога - Минск, 1998 г.)

ЗАКОН ВЕБЕРА (или закон Бугера-Вебера; англ. Weber ‘ s law ) - один из законов классической психофизики , утверждающий постоянство относительного дифференциального порога (во всем сенсорном диапазоне варьируемого свойства стимула).

В 1729 г. фр. физик, «отец» фотометрии, Пьер Бугер (1698-1758), исследуя способность человека различать величины физической яркости (или освещенности предмета), установил, что дифференциальный порог для яркости - минимальный прирост яркости (ΔI ), необходимый для того, чтобы вызвать едва заметное различие (е. з. р.) в ощущении яркости, - примерно пропорционален уровню фоновой (сравниваемой) яркости (I ), в силу чего отношение (ΔI / I ) - величина постоянная.

Через 100 лет (1831), независимо от Бугера, нем. физиолог и психофизик Эрнст Вебер (1795-1878) в экспериментах на различение весов, длин линий и высоты звукового тона также обнаружил постоянство отношения дифференциального порога к фоновой (сравниваемой) величине стимула, т. е. (ΔI / I ) = const. Вебер обобщил эти данные в виде общего эмпирического закона, получившего название З. В. Отношение ΔI / I называется относительным дифференциальным порогом (или, короче, относительным порогом), а также дробью Вебера (или константой Вебера). Для различения звуков по высоте (частоте звукового тона) дробь Вебера является рекордно малой - 0,003, для различения яркости она примерно равна 0,02-0,08, для сравнения объектов по весу - 0,02, для длин линий - 0,03. (Подчеркнем, что эти значения сильно меняются в зависимости от др. свойств стимулов: напр., дробь Вебера для яркости зависит от цвета, длительности, площади, положения, конфигурации стимулов.)

Многочисленные исследования показали, что З. В. справедлив только для средней части сенсорного диапазона, где дифференциальная чувствительность максимальна. За пределами этой зоны относительный порог возрастает, причем очень значительно. В связи с этим одни исследователи принимают З. В., но считают его «сильной» идеализацией; др. занимаются поисками новых формул. Следует отметить, что в рамках классической психофизики З. В. имеет большое теоретическое значение, поскольку основатель психофизики Г . Фехнер опирался на него при выводе основного психофизического закона . См. Закон Фехнера . (Б. М.)

(Зинченко В.П., Мещеряков Б.Г. Большой психологический словарь - 3-е изд., 2002 г.)